Гідрагель
Гідрагель — калоідная сістэма, сшыты гідрафільны палімер, які не раствараецца ў вадзе, але добра яе паглынае, захоўваючы пэўную структуру. Дзякуючы гэтым уласцівасцям гідрагель актыўна выкарыстоўваюцца ў галіне біямедыцыны. Большасць гідрагеляў уяўляе сабой сінтэтычныя аб’екты, але пры гэтым могуць сустракаюцца і ў прыродзе[1][2]. Паняцце «гідрагель» уведзена ў 1894 годзе[3].
Дзякуючы наяўнасці гідрафільнага палімернага кампанента гідрагелі набракаюць у вадзе са значным павелічэннем аб’ёму (могуць утрымліваць больш за 90 % вады), але не губляюць звязнасці матэрыялу. Гідрагелі з высокай здольнасцю да набракання таксама называюцца суперпаглынальнікамі, або суперабсарбентамі.
Гідрагель уяўляе сабой набор сшытых паміж сабой гідрафільных палімерных ланцугоў. Папярочная сшыўка ўзнікае за кошт сувязі праз утварэнне двух асноўных відаў сувязей:
- хімічных, за кошт утварэння кавалентных папярочных сувязей
- фізічных, за кошт утварэння некавалентных сувязей (напрыклад, вадародныя сувязі, або гідрафобныя ўзаемадзеянні)
Гідрагелі з хімічным тыпам сшывак утвараюць так званыя незваротныя, альбо перманентныя гелі з нізкай біясумяшчальнасцю. Гідрагелі з фізічным тыпам сшывак, наадварот, здольны ўтвараць зваротныя гелі, якія могуць змяняць свае калоідныя характарыстыкі пад уздзеяннем знешняга раздражняльніка, напрыклад рН ці тэмпературы. Гэта робіць іх прыдатнымі для біямедыцынскага выкарыстання.
Гідрагелі атрымліваюцца з выкарыстаннем розных палімерных матэрыялаў, як натуральныя прыродныя, так і сінтэтычныя палімеры. Сярод прыродных палімераў выкарыстоўваюцца гіялуронавая кіслата, хітазан, гепарын, альгінат і фібрын[4]. Сінтэтычныя палімеры для атрымання гідрагеля ўключаюць полівінілавы спірт, поліэтыленгліколь, поліакрылат натрыю, акрылатныя палімеры і іх супалімеры.'[4].
Выкарыстанне правіць
Гідрагелі набываюць усё большае значэнне ў галіне біямедыцыны дзякуючы сваёй біясумяшчальнасці і тканкападобным механічным уласцівасцям. Вядомыя прыклады — мяккія кантактныя лінзы, інтраакулярныя лінзы і пластыкавыя імплантаты. Гідрагелі выкарыстоўваюцца ў выглядзе кампрэсаў або ў выглядзе геляў у трубках пры лячэнні ран, у прыватнасці, для захавання вільгаці або для рэгідратацыі сухіх ран. Апошнія таксама выкарыстоўваюцца для садзейнічання самаачышчэнню раны. Вызваляючы ваду, гідрагелі падтрымліваюць уласныя працэсы арганізма па змякчэнні некрозу і выдаленнi бактэрыяльнага налёту.
Гідрагелі-суперпаглынальнікі з’яўляюцца важным кампанентам сучасных аднаразовых падгузнікаў і жаночых гігіенічных пракладак, бо звязваюць вільгаць пасля ўбірання і больш не вылучаюць яе нават пад ціскам. Ёсць вялікі патэнцыял прымянення гідрагеляў у сельскай гаспадарцы, асабліва ў гарачых рэгіёнах Зямлі, але таксама датычна больш працяглых перыядаў засухі ў выніку глабальнага пацяплення[4].
Пры тэхналагічным выкарыстанні так званыя разумныя гідрагелі маюць велізарны патэнцыял развіцця, бо яны маюць убудаваныя ўласцівасці актуатараў-датчыкаў.
Тэорыя прагназавання ўласцівасцей правіць
Паводзіны набракання гідрагеляў часта апісваюць з дапамогай (мадыфікаваных) мадэлей Флоры-Рэнера, якія заснаваны на мадэлі Флоры-Хагінса.
Зноскі
- ↑ Сai W, Gupta RB (2012). «Hydrogels». Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — doi:10.1002/0471238961.0825041807211620.a01.pub2. ISBN 978-0471238966.
- ↑ Ahmed EM (March 2015). «Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review». Journal of Advanced Research. 6 (2): 105—121. — doi:10.1016/j.jare.2013.07.006. PMC 4348459. PMID 25750745
- ↑ Bemmelen JM (1907). «Der Hydrogel und das kristallinische Hydrat des Kupferoxydes». Zeitschrift für Chemie und Industrie der Kolloide. 1 (7): 213—214. — doi:10.1007/BF01830147. S2CID 197928622
- ↑ а б в Kharkar PM, Kiick KL, Kloxin AM (September 2013). «Designing degradable hydrogels for orthogonal control of cell microenvironments». Chemical Society Reviews. 42 (17): 7335-7372. — doi:10.1039/C3CS60040H. PMC 3762890. PMID 23609001